移动通信新技术论文范文

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论文摘要：移动通信技术的发展历程可以划分为三个阶段，即第一代模拟移动通信系统、第二代数字移动通信系统、第三代多媒体移动通信系统。本文简单介绍了移动通信技术的发展历程，重点论述了第四代移动通信系统（4thGeneration4G）的概念及相关术，并指出其今后的发展趋势。

一、移动通信技术的发展状况

(一)第一代——模拟移动通信系统

第一代(即1G，是thefirstgeneration的缩写)移动通信系统的主要特征是采用模拟技术和频分多址(FDMA)技术、有多种制式。我国主要采用TACS，其传输速率为2．4kbps，由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途漫游，只是一种区域性的移动通信系统。第一代移动通信系统在商业上取得了巨大的成功，但是其弊端也日渐显露出来，如频谱利用率低、业务种类有限、无高速数据业务、制式太多且互不兼容、保密性差、易被盗听和盗号、设备成本高、体积大、重量大。所以，第一代移动通信技术作为2O世纪80年代到90年代初的产物已经完成了任务退出了历史舞台。

(二)第二代——数字移动通信系统

第二代(即2G，是thesecondgeneration的缩写)移动通信系统是从20世纪90年代初期到目前广泛使用的数字移动通信系统，采用的技术主要有时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)两种技术，它能够提供9．6-28．8kbps的传输速率。全球主要采用GSM和CDMA两种制式，我国采用主要是GSM这一标准，主要提供数字化的语音业务级低速数据化业务，克服了模拟系统的弱点。和第一代模拟移动蜂窝移动系统相比，第二代移动通信系统具有保密性强，频谱利用率高，能提供丰富的业务，标准化程度高等特点，可以进行省内外漫游。但因为采用的制式不同，移动标准还不统一，用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游，还无法进行全球漫游，虽然第二代比第一代有更大的带宽，但带宽还是很有限，限制了数据的应用，还无法实现高速率的业务，如移动的多媒体业务。

(三)第三代——多媒体移动通信系统

随着通信业务的迅猛发展和通信量的激增，未来的移动通信系统不仅要有大的系统容量，还要能支持话音、数据、图像、多媒体等多种业务的有效传输。第二代移动通信技术根本不能满足这样的通信要求，在这种情况下出现了第三代

(即3c，是thethirdgeneration的缩写)多媒体移动通信系统。第三代移动通信系统在国际上统称为IMT一2000，是国际电信联盟(1TU)在1985年提出的工作在2000MHz频段的系统。与第一代模拟移动通信和第二代数字移动通信系统相比，第三代的最主要特征是可提供移动多媒体业务。

二、第四代移动通信系统的概念

4G也称为广带接入和分布网络．具有超过2Mb／s的非对称数据传输能力．对高速移动用户能提供150Mb／s的高质量的影像服务．并首次实现三维图像的高质量传输它包括广带无线固定接入、广带无线局域网．移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统)．是集多种无线技术和无线LAN系统为一体的综合系统．也是宽带lP接入系统．在这个系统上．移动用户可以实现全球无缝漫游．为了进一步提高其利用率．满足高速率、大容量的业务需求．同时克服高速数据在无线信道下的多径衰落和多径干扰等众多优势。

三、4G的关键技术

1.OFDM技术。它实际上是多载波调制MCM的一种．其主要原理是：将待传输的高速串行数据经串／并变换，变成在N个子信道上并行传输的低速数据流，再用N个相互正交的载波进行调制，然后叠加一起发送。接收端用相干载波进行相干接收，再经并／串变换恢复为原高速数据。

2．多输入多输出(MIMO)技术。多输入多输出(MIMO)技术是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破。该技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，是下一代移动通信系统的核心技术之一。MIMO系统采用空时处理技术进行信号处理，在丰富的散射环境下，空分复用MIMO系统(如BLAST结构)可以获得与天线数成正比的容量增长，从而极大地提高频谱效率，增加系统的数据传输速率。但是当散射程度欠佳时，会引起信道间的空间相关，尤其在室外环境下，由于基站的天线较高，从而角度扩展较小，其空间相关难以避免，在这种情况下MIMO不可能获得所期望的数据传输速率。3．切换技术。切换技术能够实现移动终端在不同小区之间跨越和在不同频率之间通信以及在信号质量降低时如何选择信道。它是未来移动终端在众多通信系统、移动小区之间建立可靠通信的基础。主要划分为硬切换、软切换和更软切换．硬切换发生在不同频率的基站或不同系统之间。第4代移动通信中的切换技术正朝着软切换和硬切换相结合的方向发展。

4.软件无线电技术。软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各种类型的无线电通信系统的一种具有开放式结构的新技术。通过下载不同的软件程序，在硬件平台上可实现不同功能，用以实现在不同系统中利用单一的终端进行漫游，它是解决移动终端在不同系统中工作的关键技术。软件无线电技术主要涉及数字信号处理硬(DigitalSignalProcessHardware，DSPH)、现场可编程器件(FieldProgrammableGateArray，FPGA)、数字信号处理(DigitalSignalProcessor，DSP)等。

5.IPv6协议技术。3G网络采用的主要是蜂窝组网，而4G系统将是一个基于全lP的移动通信网络，可以实现不同类型的接入系统和通信网络之间的无缝连。为了给用户提供更为广泛的业务，使运营商管理更加方便、灵活，4G中将取代现有的IPv4协议，采用全分组方式传送数据的IPv6协议。

四、发展趋势

目前，4G移动通信还只处于实验室研究开发阶段。具体的设备和技术还没有完全成型，后续的软件开发还没有启动。这都会给4G的发展带来很多难题，有待人们深入研究。但未来移动通信必将具有文中描述的这些基本特征：高速率、高质量的数据传输，完全集中的服务。无所不在的移动接入，高智能的多样化的用户设备。随着新问题、新要求的不断出现。第四代移动通信技术将会相应地调整、完善和进一步发展。我们相信，不远的将来，人们将会不受时间、地点限制，可以自由自在地利用移动网络获取和传递信息，从而使人们的学习、工作、生活发生更深刻的变化。

参考文献：

[1]张重阳.数字移动通信技术[M].西安:江西科技大学出版社,2006.

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第四代移动通信技术中采用了智能天线技术，智能天线一般是指安装在基站的天线，主要是通过能够编程的电子相位关系来确定方向性。智能天线技术采用的是SDMA，而SDMA是卫星通信方式的一种，主要是利用天线的方向性来确定范围，也就是频域，从而减少了成本，增加了收益。SDMA是利用空间分割来划分信道，采用智能天线技术可以改善信号质量，4G移动通信技术广泛采用这一能够降低建设成本的技术。另外，为了提高移动通信系统的性能，4G移动移动技术还采用了无线链路增强技术，像分集技术和多输入多输出（MIMO）技术，为数据的高速传输提供了技术支持。

2、4G移动通信技术的安全缺陷继解决措施

病毒，一般来说，是有些计算机操作人员恶意制造的一些计算机操作指令，载入在一些人们常用的软件和网页当中传播，破坏计算机的信息安全。病毒对网络通信的破坏是猝不及防的，而且其传播速度很快，在很短的时间内能让成千上万的文件或者程序受到攻击。而且病毒自身繁殖性也很强，一旦遭到病毒侵害的程序就会自身复制，能够像生物病毒一样繁殖下去，对通信安全将造成巨大的危害。黑客，一般都拥有大量的计算机相关的技能，能够轻易侵入别人的电脑或者拿别人的电脑当跳板再入侵其他的电脑来窃取用户信息，或者破坏通信信息安全。黑客非法地对国家政府、军事情报机关的网络、军事指挥系统、公司企业的计算机系统进行窃听、篡改，以达到危害国家安全，破坏社会稳定，致使企业造成损失，这将对用户的通信安全产生巨大的威胁。网络服务器或者浏览器本身存在的安全缺陷，极易被一些恶意软件携带的病毒攻击，而这些病毒经常不容易被发现，最终对通信和信息交换造成破坏。科技不断地发展，我们有信心解决以上提出的安全问题，为了有效地解决，我们在4G移动通信技术研究和开发的过程中一定要严密把控各方面的环节，确保第四代移动通信技术对于用户数据的信息安全。采取增加网络防火墙，使用更加复杂的秘钥等措施，提高系统的抗攻击能力，在不影响数据安全和完整性的前提下，同时提高系统的恢复能力。同时，各国政府也要成立专门的机构，出台相关的法律法规，增加对网络安全管理人员的培养，普及安全知识，同时加大对安全保护措施的投资力度，对危害通信安全和网络安全的不法分子严惩不贷。

3、结语

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集群通信系统是共享资源、分担费用、向用户提供优良服务的多用途、高效能而又廉价的先进无线调度指挥系统。对于指挥调度功能要求较高的企、事业、工矿、油田、农场、公安、武警以及军队等部门都十分适用,集群通信采用单工或半双工方式,要求接续时间小于500毫秒,具有调度级别控制等。同时对于集群通信还提出了传输集群、准传输集群和信息集群的定义。

随着集群通信的发展和用户的需求,集群通信也从原来的模拟集群向数字集群过渡。但这种过度并不是简单的将原来的模拟话音转换为数字话音和提供数据传输功能就可以称为数字集群了。其实,综观国际上提出的数字集群来看,数字集群的标准都是围绕着用户的需求而发展起来和提出的。

2.数字集群移动通信网络的运行

数字集群通信是继手机、小灵通之后的第三大战场,正在成为电信领域开发的新重点,运营商、设备商正在展开一场新的角逐。在设计中针对了专业无线用户的需求,特别适合在政府和商业领域的专网使用。

2.1数字集群通信的标准

TETRA(陆地集群无线电)系统在指挥调度方面应用的比较多,可完成话音、电路数据、短数据消息、分组数据业务的通信及以上业务的直通模式,并可支持多种附加业务。在大区制条件下最大覆盖半径56公里。TETRA扩容可以逐步增加模块化,适用于小、中、大型调度系统;设计组网灵活,既适应于专用调度网,也适应于共用调度网。TETRA话音编码方式采用代数结构码本激励线性预测编码,具有良好的话音质量,即使在强背景噪声干扰下也可听清,话音质量并不像调频系统那样随场强减弱而降低。大量实验证明,TETRA系统的话音质量比GSM系统好。因此,大量应用于应急、调度、指挥等专网应用系统。

iDEN(集成数字增强型网络)系统是基于TDMA多址方式的调度通信/蜂窝双工电话组合系统。它在传统大区制调度通信基础上,大量吸收数字蜂窝通信系统的优点,如采用双模手机方式,增强了电话互联功能;采用小区复用蜂窝结构,提高了网络覆盖能力。选用这种编码是先进的,但技术公开性不好,价格较贵。但通话质量和保密性都较好。

2.2数字集群系统设备安全

设备是网络的基础,设备的安全是保障网络安全的基础,只有保证网络的物理可靠性,才能保证网络功能、信息的安全性,因此基础设备的可靠性至关重要。

对于交换机,硬件上应实现关键部件的热备份。软件上,关键的用户数据、配置数据应当及时、定期进行备份。对于基站系统要考虑其抗外界干扰的能力,如射频干扰、雷击、抗震性能等。基站系统的备用电源应根据基站覆盖区的重要程度适当配备,以应变突发事件。系统主备用倒换能力是系统可靠性的一个重要指标,如倒换时间、倒换过程对正在进行的业务的影响等。完善的监控告警机制可大大提高网络的可靠性,如系统部件可自我诊断和修复、系统可隔离故障模块、及时产生告警信息。此外,调度台、终端存储了用户的重要信息,这些设备由用户控制,应由专人维护,以保证相关用户信息不被外界窃取。

数字集群通信系统是一种特殊的专用通信系统,在应对突发事件时,对社会稳定和人民生命财产的安全起着及其重要的作用,因此数字集群通信系统的安全要求要大大高于公众移动通信系统,所以数字集群通信系统运营者必须从各方面考虑如何增强系统的抗灾变能力,如何使系统更安全可靠的传递信息。只有全面的重视数字集群通信系统的安全问题,才能使数字集群系统发挥其应有的作用。

3.未来数字集群通信技术发展方向

3.1高安全性

数字集群在基站与手机之间,信息完全依靠无线电波的传输,很容易被人们从空中拦截,在通话状态、待机状态都会泄密,即使关闭电台,利用现代高科技,仍可遥控打开,继续窃听,从中截取、破坏、调换、假冒和盗用通信信息。

3.2高抗毁性

专业移动通信在使用过程可能遇到恶意破坏的人为因素或雨雪灾害的自然因素等影响,导致网络不能正常工作,因此,未来PPDT系统要求可靠、准确地提供业务,具有高的抗毁性和可用性。通常情况下,系统以集群方式工作;在遭遇危害的极端情况下,系统以故障弱化方式或直通方式工作,保证系统能满足基本的集群业务需求。

3.3高环境适应性

专业移动通信由于它是用于全球的表层和空间,会遇到各种恶劣的气候、地形和环境;因此,要求通信装备必须能抗拒酷暑、严寒、狂风、暴雨等恶劣气候条件;必须适应山岳、丛林、沙漠、河海、高空等三维空间的不同地形环境条件;既可车载船装,又能背负手持,要经得起各种移动体的安装机械条件;在嘈杂的噪声环境,要具有背景噪声滤除功能,使通话对方听不见噪声干扰,话音清晰;在高速行驶时,通信不能中断,质量不能下降,可支持500km/h的高速运行。

4.结论

集群共网毕竟具有它自身的缺陷,那就是这些共网往往是调度功能要相对弱一些,即使是利用与专网相同的系统来组建的共网,也同样会相对使得调度功能减弱。那些在公网基础上发展起来的调度系统由于是在原来的系统协议和结构上增加了调度功能,由于原来的体制、协议和系统结构是以公网的电话业务为主而建立的,要想完全能够符合专业用户对专网的需求,应该讲目前还是达不到的。

参考文献:

[1]郑祖辉.数字集群通信漫谈[J].电子世界,2003,(12).

[2]潘娟.数字集群通信系统的安全保障[J].当代通信,2006,(13).

[3]胡兴军,向群.数字集群通信三大标准及前景[J].中国信息导报,2004,(9).

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摘要：近年发展起来的CDMA移动通信系统技术相对于FDMA、TDMA系统具有较大的容量，但由于多径干扰、多址干扰的存在，其容量优势并没有得到充分的发挥，如果在基站上采用智能天线可以降低这些干扰的影响，提高系统的性能。本文通过对智能天线的认识、优势的阐述，从而引发智能天线在现代移动通信中的重要性。

一、引言

我们知道，天线有很多种，但大体上可分为三大类:“线天线”、“面天线”及“阵列天线”。阵列天线最初用于雷达、声纳以及军事通信中，完成空间滤波和参数估计两大任务。当阵列天线应用到移动通信领域时，通信工程师喜欢用“智能天线”来称谓之。智能天线根据方向图形成(或称为波束形成)的方式又可分为两类:第一类，采用固定形状方向图的智能天线，且不需要参考信号;第二类，采用自适应算法形成方向图的智能天线，需要参考信号。

本文在以下提到的智能天线都是指第二类，即(自适应)智能天线，这也是目前智能天线研究的主流。

二、智能天线的技术现状

在分析研究智能天线技术理论的同时，国内外一些大学、公司和研究所分别建立了试验平台，用实验的方法来验证理论研究的成果，得出相应的结论。

(1)在美国

在智能天线技术方面，美国较其它国家要成熟的多，并已开始投入实用。美国ArrayComm公司将智能天线技术应用于无线本地环路(WLL)系统。ArrayComm方案采用可变阵元配置，有12阵元、8阵元环形自适应阵列可供不同环境选用，现场实验表明在PHS基站采用该技术可以使系统容量提高4倍。

(2)在欧洲

欧洲通信委员会(CEC)在RACE(ResearchintoAdvancedCommunicationinEurope)计划中实施了第一阶段智能天线技术研究，称为TSUNAMI(TheTechnologyinSmartAntennasforUniver-salAdvancedMobileInfrastructure)，由德国、英国、丹麦和西班牙合作完成。该项目是在DECT基站上构造智能天线试验模型，于1995年初开始现场试验，天线阵列由8个阵元组成，射频工作频率为1.89GHz，阵元间距可调，阵元分布有直线型、圆环型和平面型三种形式。试验模型用数字波束成形的方法实现智能天线，采用ERA技术有限公司的专用ASIC芯片BDF1108完成波束形成，使用TMS320C40芯片作为中央控制。

(3)在日本

ATR光电通信研究所研制了基于波束空间处理方式的多波束智能天线。天线阵元布局为间距半波长的16阵元平面方阵，射频工作频率是1.545GHz。阵元组件接收信号在模数变换后，进行快速付氏变换(FFT)处理，形成正交波束后，分别采用恒模(CMA)算法或最大比值合并分集算法，数字信号处理部分由10片FPGA完成，整块电路板大小为23.3cm×34.0cm。ATR研究人员提出了智能天线的软件天线的概念。

我国目前有部分单位也正进行相关的研究。信威公司将智能天线应用于TDD(时分双工)方式的WLL系统中，信威公司智能天线采用8阵元环形自适应阵列，射频工作于1785~1805MHz，采用TDD双工方式，收发间隔10ms，接收机灵敏度最大可提高9dB。

三、智能天线的优势

智能天线是第三代移动通信不可缺少的空域信号处理技术，归纳起来，智能天线具有以下几个突出的优点。

(1)具有测向和自适应调零功能，能把主波束对准入射信号并适应实时跟踪信号，同时还能把零响点对准干扰信号。

(2)提高输入信号的信干噪比。显然，采用多天线阵列将截获更多的空间信号，也即是获得阵列增益。

(3)能识别不同入射方向的直射波和反射波，具有较强的抗多径衰落和同信道干扰的能力。能减小普通均衡技术很难处理的快衰落对系统性能的影响。

(4)增强系统抗频率选择性衰落的能力，因为天线阵列本质上具有空间分集的能力。

(5)可以利用智能天线，实时监测电磁环境和用户情况来提高网络的管理能力。

(6)智能天线自适应调节天线增益，从而较好地解决远近效应问题。为移动台的进一步简化提供了条件。越区切换是根据基站接收的移动台功率的电平来判断的。由于阴影效应和多径衰落的影响常常导致错误的越区转接，从而增加了网络管理的负荷和用户的呼损率。在相邻小区应用的智能天线技术，可以实时地测量和记录移动台的位置和速度，为越区切换提供更可靠的依据。

四、智能天线与若干空域处理技术的比较

为了进一步理解智能天线的概念，我们把智能天线和相关的传统空域处理技术加以比较。

(1)智能天线与自适应天线的比较

智能天线与自适应天线并没有本质上的区别，只是由于应用场合不同而具有显著的差异。自适应天线主要应用于雷达系统的干扰抵消，一般地，雷达接收到的干扰信号具有很强的功率电平，并且干扰源数目比天线阵列单元数少或相当。而在无线通信系统中，由于多径传播效应到达天线阵列的干扰数目远大于天线阵列单元数，入射角呈现随机分布，功率电平也有很大的动态变化范围，此时的天线叫智能天线。对自适应天线而言，只需对入射干扰信号进行抵消以获得信干噪比(SINR，SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)的最大化。对智能天线而言，由于到达阵列的多径信号的入射角和功率电平均数是随机变化的，所以获得的是统计意义上的信干噪比(SINR)的最大化。

(2)智能天线与空间分集技术的比较

空间分集是无线通信系统中常用的抗多径衰落方案。M单元智能天线也可等效为由M个空间耦合器按优化合并准则构成的空间分集阵列。因此可以认为智能天线是传统分集接收的进一步发展。

但是智能天线与空间分集技术却是有显著的差别的。首先空间分集利用了阵列天线中不同阵元耦合得到的空间信号的弱相关性，也即是不同路径的多径信号的弱相关性。而智能天线则是对所有阵元接收的信号进行加权合并来形成空间滤波。一个根本性的区别:智能天线阵列结构的间距小于一个波长(一般取λ/2)，而空间分集阵列的间距可以为数个波长。

(3)智能天线与小区扇区化的比较

小区的扇区化可以认为是一种简化的、固定的预分配智能天线系统。智能天线则是动态地、自适应优化的扇区化技术。现在，我们来讨论一个颇有争议的问题。根据IS-95建议，当采用120°扇区时系统容量将增加3倍。由此是否可以得到结论，扇区化波束越窄系统容量提高越大?考虑到实际的电磁环境，我们认为对这一问题的回答是否定的。这是因为窄波束接收到的信号往往是由许多相关性较强的多径信号构成的。一般情况下，各径信号的时延扩展小于一个chip周期。这时信号波形易于产生畸变从而降低信号的质量达不到增加系统容量的目的。同时如果采用过窄的波束接收信号，一旦该径信号受到严重的衰落，则将直接导致通信的中断。另外，过窄的接收波束在工程上是难以实现的，并将成倍地增加设备的复杂度。

五、智能天线的未来展望

(1)目前还没有一个完整的通信理论能够较全面地将智能天线的所有课题有机地联系起来，故需要建立一套较完整的智能天线理论;另一方面，高效、快速的智能算法也将是智能天线走向实用的关键。

(2)采用高速DSP技术，将原先的射频信号转移到基带进行处理。基带处理过程是数字算法的硬件实现过程。

(3)由于圆形布阵和二维任意布阵比等间隔线阵优越，同时阵列天线的数字合成算法能够用于任意形式阵列天线而形成任意图案的方向图，因而可考虑在CDMA基站中采用二维任意布阵的智能天线。

(4)在移动台中(如手机)采用智能天线技术。

(5)采用智能天线技术来改善移动通信信道中上下链路不能使用同一套权值的问题，以改善上下链路的性能。

(6)目前，智能天线技术的研究已不是单一地研究智能天线本身，应与CDMA的一些关键技术(如多用户检测技术、多用户接收技术、功率控制等)结合在一起研究。

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1.1移动通信无线技术内涵

伴随现代科学技术的快速发展，移动通信持续变化，概念内容也更加完善。该技术最初源自十八世纪，在当时科技水平的限定下，无线通信技术始终处在模拟时期，而上世纪八十年代，在模拟信号制式下电话实现了快速发展，该类移动无线通信技术的综合优势使其快速在较多地区广泛流行，而有关专家则对该类技术做了进一步的完善与优化。发展至九十年代，数字信号处理手段诞生，基于数字模式的移动无线技术实现了快速发展。可以说，移动通信无线技术恰恰在数字信号带动下，实现了革命性变更。当前，基于数字信号研发的移动通信体系，仍旧是当前通信技术手段主流，较多地区均采用该类技术手段。

1.2移动通信无线技术特征

基于移动通信无线技术为一类高新科技手段，伴随时代的快速发展，大众对移动通信需求更加丰富多元化，因而不同阶段，移动通信无线技术特征也会伴随改变。例如传统的模拟信号时期，移动通信无线技术并没能实现广泛普及，再加上模拟信号技术传输应用的限定，使得此时的通信功能并不多。一般来讲只能完成语音通信，同时信号质量无从保障。到了数字时代，该类状况明显改善，移动通信无线技术在满足语言通信的同时逐步实现了文字以及多媒体传输，同时通信标准渐渐向着多元化方向发展，研究设定了CDMA以及GSM两类通用标准。然而，伴随用户总量的不断增长，大众对服务质量水平要求逐步提升，该两类标准由于自身传输速率的限定，因此较难符合广大用户多样化需要。该类背景之下，第三代移动通信无线技术的发展成为必然趋势。同前两代比对，第三代技术拥有较多明显特征，首先可实现视频通话，确保语音以及画面始终处在一致性状态，另外数据信息传输效率实现了明显提升。

2移动通信无线技术智能化发展

2.14G通信技术

伴随第三代通信技术的广泛普及，各企业单位渐渐投入更多技术力量研究开发4G技术。当前3G技术标准分为三类，在欧美地区国家一般采用WCDMA，该类标准在世界范围内属于应用最多的一类，韩国研究开发的为CDMA2000，此技术标准主要应用在一些东南亚地区，我国自主开发研究的则是TDS-CDMA。当前，我国主要形成了三个移动运营商，各家均应用了一类3G标准，由于市场竞争状况良好，通过几年的发展运营，绝大多数地区实现了3G信号覆盖。然而伴随大众对移动通信无线技术应用功能需求的高端化发展，3G技术也显现出了一定的不足问题。同传统2G技术相比，虽然3G技术传输速率明显提升，然而仍旧不能满足大众日益提升的需求。该类背景之下，我国将对后续的4G技术进行更大力度的投入。当前已经研究开发了衍生LTE技术，并逐步获取了业界乃至国际领域的认可，在一些发达地区实现了试运行并收到了良好的效果。

2.24G通信技术

当前，世界范围内的移动用户迅猛增长，我国用户总量已突破十亿，从中不难看出，移动通信无线技术市场前景广阔。面对这样庞大的群体用户，为最大化的符合他们的不同需要，仍旧采用传统无线技术手段势必无法跟上形势。倘若今后在发展通信技术的过程中，仅仅实现了速度增长与功能增加，那么该类标准在国际领域中将毫无竞争优势可言。也就是说为了实现本质改善，可赋予移动通信无线技术智能化功能，例如可做好通信网络系统结构的有效调节。在现实工作中，依据用户具体应用状况，针对网络线路的空闲以及繁忙，针对网络结构做进一步的优化。这样一来不仅可优化无线通信服务质量，还可节约企业扩容投入成本，从中不难看出智能化发展的现实重要性。基于智能化研究开发过程中，可以借鉴的经验并不多，因此在研究开发的初期阶段，可首先做简单一些的智能化设计，而后经过实践应用，完成智能优化，真正实现无线技术向着智能化发展的目标。

3结语

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1.1组成

软交换技术是伴随着信息技术与通信技术发展下产生的，其功能主要体现在三个基本要素方面：

1.1.1开放性业务生产的接口。因为软交换技术在提供与处理业务方面有强大的功能，能够通过API接入到应用服务器当中，为用户提供新的网络业务。同时，为了更好的与通信网络兼容，能够与SCP相互配合，从而为用户提供高效、并且智能性非常强的业务。

1.1.2具有综合设备的接入能力。软交换在操作时能够为多个协议提供支持与处理技术，这样能够更好接入到一些业务处理设备中，使通信网络的功能能够最大限度的发挥。

1.1.3策略运行支持系统。与传统的OAM系统有一定区别，该技术能够借助策略来完成系统的支持作用，并且能够按照网络的特殊功能实现更好的干预与调整，从而确保其可靠性。

1.2软交互技术功能

1.2.1媒体网关的接入功能。软交换能够顺利接入到网络中的某一个节点或者是端口上，还能够实现几个端口共同集合的效果，在接入以后，能够实现代码转换与映射。比如，ATM媒体网关、用户媒体网关以及综合接入网关等，实现对媒体、资源的有效控制，还能够对各种弱信号进行处理、实现系统的维护管理、连接管理以及信号传输管理等。

1.2.2呼叫控制功能。该功能是网络系统中一项最为重要的功能，能够相互间建立起呼叫、释放等控制功能，在多媒体平台下实现这些功能，还能够实现智能触碰呼叫、连接控制、呼叫处理等功能。支持的双发呼叫控制具有非常强的逻辑关系能够使双发成员自动获取退出、旁听或者隔离信息。

1.2.3业务提供功能。随着通信技术的飞速发展，软交换能够实现的业务也在增多，甚至能够实现全部业务的承接，主要有基础的业务以及补偿业务，除了提供这些业务以外，还能够处理一些智能化强的业务，实现与第三方的互通与合作，为更多具有增值空间的业务提供了平台。

1.2.4互连互通功能。一般情况下，网络各个系统都是相互作用、相互连接的，在网络不断演进中表现得非常明显，为此，这些系统间相互协作，共同支持网络进化。比如，可以通过智能网关实现与网络信令的互通，由此为客户提供诸多的智能化业务。

2移动通信中软交互技术的应用

2.1在NGN网络中的应用

当前，通信网络发展方向正在向NGN方向靠拢，双方在共同作用下产生了一种结合方案，该方案就是IMS方案。软交换技术比起IMS有更强大的功能。并且，移动通信核心网络能够不断演化，其最先提出是在2G网络中；其次是能够将其分为两个域，一个电路一个分组；最后一个阶段是从R4阶段中提出来的，电路域要实现与承载面的分割。R4在发展中能够在移动通信中发挥更为重要的功能，其优势体现在：能够使研发成本降到最低、能够快速、及时的将业务引入、能够加快网络发展与业务承接速度。

2.2在移动通信中的组网应用

软交换能够在通信系统中进行小规模的组网。主要是指通过软交换将移动通信划分成各个区域，由软交换负责对这些区域的业务承接，并能够对MSC与Server两个装置进行联合设置，而不用将两者放置在同一个机房中。此外，该技术还能够进行大规模的组网。由软交换负责本地网络移动通信的业务承接，而此时，MGW要能够与MSCServer实施分别式的功能设置；并且MSCServer在省会级的市区应用较多，能够对本地网络进行必要的监控及管理。

2.3软交换与3G技术的对比

从结构上以及一些接口协议上看，双方差异不是非常显著，但是在业务承接数量上看，软交换与3G存在的差异也不是非常明显，并且双方都能够实现接口的开放。为此，在移动网络中可以同时构建出NGN与3G网络，双方在承接的业务种类上与基本构架上也有非常强的一致性。不同的是，软交换能够在WLAN、CATV等网络系统中进行业务承接，并且在一些微波网络系统中也能够实现承接。能够对网络系统中的各项资源进行优化配置和利用，并且终端在接入时也非常灵活和方便。可以与用户的固定电话、移动设备等进行有效的互通与连接。在对WALN、ADSL接入以后，能够使网络用户之间的竞争增加，软交换系统能够安装在小型终端设备中，可以使整个网络系统运行效率增强，并且能够降低资源浪费率，缩短了设备回收的时间。而3G通信系统投资成本回收至少要利用7年时间，由此可见，软交换在移动通信中的应用非常可靠。

3结束语

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在以LTE为代表第4代移动通信正在普及应用的时候，第5代移动通信（5G）的研发已经拉开了帷幕。在过去30多年里，移动通信提高系统容量的方法主要有3个：增加无线传输带宽、提高无线传输链路的频谱效率和增加小区密度。而技术革新最多、最有成效的是无线传输技术，通过引入高阶调制和高性能信道编码等技术有效改善了频谱效率。特别是在第4代移动通信中采用了多天线技术，并通过引入空间资源改善了频谱效率。在未来10～15年，移动通信业务数据量将有数千倍的增加，我们采用什么技术来满足这个需求将成为5G研发需要面对的问题。

目前，移动通信的主要需求是来自移动互联网的发展，特别是智能终端的发展激发了移动通信数据业务量的猛增。未来将有更多类型的终端引入达到移动通信网络中，移动通信终端的数量将远远超过人口数量，数据业务成为绝对的主流。5G移动通信的主要技术突破点仍然是新频段、无线传输技术和蜂窝组网技术。5G移动通信可能采用5 GHz以上的频段增加带宽，而28 GHz、47 GHz和60 GHz将可能用于微功率小区和室内覆盖，解决高密度数据量的热点覆盖需求。大规模MIMO是一种充分利用空间资源的技术，可用于5G移动通信系统中提高频谱效率和功率效率的有效手段，当天线数量增加到上百根后也会引发一系列的技术难题。增加小区密度，多系统、多层次异构协同组网是提高单位面积数据量的最有效手段，但是，多小区的干扰协同与抑制、多系统间的协作与资源调度成为高密度异构小区的主要瓶颈，我们需要全新的思路来解决。

此外，移动通信对新技术的引入方式也在发生着本质的变化，从早期的与场景无关的普适技术到现在依场景优化的自适应技术；1G和2G使用单一技术满足所有的应用场景，无疑将只能针对最恶劣的使用场景进行优化，系统整体性低；3G和4G使用了AMC、智能天线和MIMO等技术，更加精确地利用无线传输信道的特征，可以在更多的使用场景达到最优，整体性能较高；到了5G，这个特点将更加突出，现在提出的一些新技术都是在特定场景中使用的，可达到更高的系统性能。

5G移动通信的研究才刚刚开始，本专题只是涉及了部分5G相关技术。希望通过这些论文能部分反映中国在5G移动通信领域的研发现状，并促进未来5G移动通信技术的研究。

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关键词：通信教学改革

认识论中指出，人的认识应该是先有感性认识，然后是理性认识，而后又回到感性认识，不断上升。但是在许多教学中，大都是先灌输理性认识，待学生工作后才去寻找感性认识，与人的认识规律刚好相反。

学生在没有感性认识的基础时，是很难深刻理解消化这些空洞的理性认识，大都是朦朦胧胧、一知半解的状态。因此，我们不仅需要不断地鼓励教师进行教学研究，更好地把教材的内容传授给学生，把握好“教”的环节；同时我们更注重实践和教学方法的改进，结合课程特点和学生特点，进行教学设计和教学改革，以提问、实验、小型项目规划和设计、科研论文、参加科研项目等方式和方法培养学生主动学习，增强“学”的效果。

1、根据教学内容和课程特点及学生特点进行教学设计

移动通信原理在理论教学方面，要着重突出移动通信基本理论、关键技术、系统标准三方面的主要内容，在实践教学方面也重视上述三方面内容，同时结合用人单位需求、移动通信发展趋势，强化第三代移动通信课程内容和知识体系。

2、考核方式和内容强调学生参与课程过程

为了更好地激发学生学习热情，积极参与课堂教学和各种课程实践活动，建议对课程考试做出一定的改革：（1）考试形式的改革。强调独立思考能力的培养。期末考试由闭卷考试改为闭卷与开卷相结合。考试的题型虽然也有传统的题型，但增加了主观题所占的比重，尤其是增加了综合分析题，要求学生针对移动通信工程的案例，运用移动通信理论进行分析。（2）增加“科研学分。” 对进入科研基地和科研团队参加科研并完成一定科研工作量的学生由项目负责人评定“科研学分”，同时鼓励学生通过课程实践活动和创新活动，对于参加上述活动并取得一定成绩的学生在学期评定中加科研学分。（3）总成绩构成改革。 加强对“Project”和系统把握能力的培养。总成绩由三个部分构成，即期末考试、平时成绩和“Project”成绩。平时成绩占30%，增加的“Project”成绩占10%；期末考试则占60％。这样，平时成绩和“Project”成绩加起来所占比重高达40%，鼓励学生在学习过程中积极参与，在课堂上积极发言，提出自己的观点和建议。增加“Project”成绩，既培养学生对工程或技术的理解，以及信息的查询、整理、分析等综合能力，同时还可以加强学生对系统的把握能力。

3、重视教学方式及学生学习方法的探索

移动通信课程内容更新快，基本理论和关键技术理解难度大，例如在讲解TD-SCDMA同步过程等具体系统知识点时，可以用以老师为基站，以学生为终端进行上下行同步过程的方法进行讲解。在进行移动通信呼叫流程和物理层过程讲解过程中，以学生日常主动拨打手机和被叫等过程为例进行现场讲解，同时结合手机终端和系统基站的具体结构进行类比和实例分析。

4、以提问的方式引导学生思考，加强学生的主动性

提倡“提出问题－引导学生思考－讨论解决方案－得出结论”的教学方法。在课堂上不仅老师多提问题，同时也积极鼓励学生提出问题。这样不仅调动了学生学习的积极性和主动性，同时也训练学生的逻辑思维能力与分析解决问题的能力，将真正获取知识的思考过程还给学生，而不是不经思考直接从老师的口中获取现成的答案和知识。

5、以完成项目的方式引导学生独立思考，增强把握系统的能力

在整个课程中规定两次“Project”作为堂下作业，该部分内容由学生主动完成，上交时间不作硬性要求。老师确定“Project”的方向和实现的大致目标，题目和具体内容由学生确定。学生大部分以科研论文的形式上交，通过“Project”方式培养学生对具体工程和对象的整体把握能力，为达到目标，学生需要查阅大量的文献，并且进行整理和分析，给出自己的方案和实现步骤，进而提高学生独立思考能力和分析综合能力。

6、参与科研基地的项目开发，提高学生的科研能力和社会适应能力

鼓励本科学生进入科研基地和科研团队，制定进入科研基地和科研团队进行科研的学分制度，即规定完成一定项目工作量可以计算学分并且可以替代部分未修的学分。同时科研基地也积极吸引本科学生进入科研项目。

7、利用现代教学手段 提高教学效果

课程充分利用学校的信息资源，利用丰富的多媒体课件形象展现课程内容和移动通信系统流程；提供丰富的网络资源进行课程内容的跟踪和复习；利用LabVIEW8.2进行在线实验；利用网络加强师生间的学习交流。这些手段除了可以增强师生间的学习氛围外，也可以有效的提高教学效果。

8、基于网络技术的多媒体课件

主要内容包括：课程的基本情况介绍、教学大纲和多媒体教案、课程习题、国内外移动通信新技术、课程实验大纲、实验内容等。学生可以通过网络，进行课程学习和资料的浏览，有利于直观、生动、高效地接受教学内容，同时可提高学生对理论基础知识的学习兴趣，激发了学生的学习热情。

9、基于网络技术的互动平台

老师和学生可以通过互动平台加强师生间的学习交流；除课堂时间外，学生可以约定时间和老师进行学习探讨，进行师生双方教与学心得交流、专题讨论、期中测试、毕业论文指导等。

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【论文摘要】纵观全球迅猛发展的高科技,电信业必将成为21世纪世界经济的火车头，通信技术正发生着百年未遇的巨大变化。本文介绍了第三代移动通信技术的发展现状，最后展望了未来移动通信技术发展的趋势。

【论文关键词】移动通信;3G;发展;展望

伴随着移动通信市场的快速发展，用户对更高性能的移动通信系统提出了更高要求，希望享受更为丰富和高速的通信业务。第二代移动通信运营商发展速度趋于缓和而竞争越加激烈，为寻找新的增长点，通过发展数据业务来提高自身的服务质量和业务类型，需要3G的支持。同时由于第二代移动通信无线频率资源日趋紧张，已不能满足长期的通信需求发展需要。

1移动通信的发展历程

第一代移动通信系统是在20世纪80年代初提出的，它完成于20世纪90年代初。第一代移动通信系统是基于模拟传输的，其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。

第二代移动通信系统(2G)起源于90年代初期。欧洲电信标准协会在1996年提出了GSMPhase2+，目的在于扩展和改进GSMPhase1及Phase2中原定的业务和性能。它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑)，SO(支持最佳路由)、立即计费，GSM900/1800双频段工作等内容，也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术，使得话音质量得到了质的改进；半速率编解码器可使GSM系统的容量提高近一倍。在GSMPhase2+阶段中，采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术，引入智能天线技术、双频段等技术，有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM系统容量不足的缺陷；自适应语音编码(AMR)技术的应用，极大提高了系统通话质量；GPRS/EDGE技术的引入，使GSM与计算机通信/Internet有机相结合，数据传送速率可达115/384kbit/s，从而使GSM功能得到不断增强，初步具备了支持多媒体业务的能力。尽管2G技术在发展中不断得到完善，但随着用户规模和网络规模的不断扩大，频率资源己接近枯竭，语音质量不能达到用户满意的标准，数据通信速率太低，无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。

2第三代移动通信系统概述

第三代移动通信业务主要是话音和中低速数据,码率为384kb/s(局域网可达2Mb/s),因而可传送比目前GSM(第二代移动通信)更高码率的信息。随着多媒体业务的发展,2Mb/s的码率将越来越不能满足用户各种新的宽带业务的需要,因此国际上已开始研究第四代移动通信系统,第一步目标是10Mb/s以上。我们国内则尚未启动。因此需尽早开始研究其关键技术。需要解决的关键技术有:宽带多媒体移动通信系统的体系结构,包括频段、多址方法、无线接入技术、软件无线电的硬件和软件、多载波调制和OFDM技术、自适应天线阵、高效信道编码技术(如Turbo码)等。

第三代移动通信系统(3G)，也称IMT2000，是正在全力开发的系统，其最基本的特征是智能信号处理技术，智能信号处理单元将成为基本功能模块，支持话音和多媒体数据通信，它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbps，在用户高速移动时最大支持144Kbps，所占频带宽度5MHz左右。但是，第三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同组成一个IMT2000家庭，成员间存在相互兼容的问题，因此已有的移动通信系统不是真正意义上的个人通信和全球通信；再者，3G的频谱利用率还比较低，不能充分地利用宝贵的频谱资源；第三，3G支持的速率还不够高，如单载波只支持最大2Mbps的业务，等等。这些不足点远远不能适应未来移动通信发展的需要，因此寻求一种既能解决现有问题，又能适应未来移动通信的需求的新技术(即新一代移动信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。第三代移动通信技术的基本特点：(1)全球统一频段,统一标准,全球无缝覆盖和漫游。(2)频谱利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能达到全覆盖和全移动性,还能提供最高速率达2Mbps的多媒体业务。(4)支持高质量话音、分组多媒体业务和多用户速率通信。(5)有按需分配带宽和根据不同业务设置不同服务等级的能力。(6)适应多用户环境,包括室内、室外、快速移动和卫星环境。(7)安全保密性能优良。(8)便于从第二代移动通信向第三代移动通信平滑过渡。(9)可与各种移动通信系统融合,包括蜂窝、无绳电话和卫星移动通信等。(10)终端(手机)结构简单,便于携带,价格较低。

3第四代移动通信系统

4G系统中有两个基本目标：一是实现无线通信全球覆盖；二是提供无缝的高质量无线业务。目前正在构思中的4G通信具有以下特征：（1）网络频谱更宽。要想使4G通信达到100Mbps的传输速率，通信运营商必须在3G网络的基础上进行大幅度的改造，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究，每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网络的20倍；（2）通信速度更快。人们研究4G通信的最初目的是为了提高蜂窝电话和其他移动终端访问Internet的速率，因此，4G通信最显著的特征就是它有更快的无线传输速率。据专家估计，第四代移动通信系统的传输速率速率可以达到10M~20Mbps，最高可以达到100Mbps；（3）通信更加灵活。从严格意义上说，4G手机的功能已不能简单划归“电话机”的范畴，因为语音数据的传输只是4G移动电话的功能之一而已。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破，可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端；（4）智能性更高。第四代移动通信的智能性更高，不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，更重要的是4G手机可以实现许多目前还难以想象的功能；（5）兼容性更平滑。要使4G通信尽快地被人们接收，还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下较为容易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从3G平稳过渡等特点。

总之，随着新问题、新要求的不断出现,第四代移动通信技术将会相应地调整、完善和进一步发展。纵观移动通信技术的发展规律和第四代通信技术的优点,我们相信,不远的将来,人们将不受时间、地点限制,可以自由自在地利用移动网络获取和传递信息。从而人们的学习、工作、生活将会发生更深刻的变化。

参考文献:

[1]胡可刚,王树勋,刘立宏.移动通信中的无线定位技术[J].吉林大学学报,2005,23(4)

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史新洪（2007）在研究中定义，手机定制是指移动运营商对手机提出商标、操作界面、特有功能、应用软件或是硬件等方面的需求作为手机终端厂商产品研发与生产的依据，终端厂商根据运营商的要求，或是只在终端上打上运营商的商标，或是将一些与运营商业务相关的应用内置到通用型手机上，或是以OEM、ODM的形式专门为一个运营商生产特有型号的手机产品。生产出来的终端产品根据协议价格销售给移动运营商或者直接进入流通渠道销售的业务模式。【2】

从手机定制的模式角度来看，手机制造商，移动运营商，最终用户三者之间的关系不同，参与的程度不同，定制手机商业合作的模式也不同，根据运营商参与终端开发工作的程度，姚群峰（2004）指出运营商与终端厂商有6种合作模式，这也是终端定制的6种模式。运营商推荐,初级定制,一般定制, 合作研发与推广,完全定制,消费者定制。移动通信产业价值链是由网络设备提供商、网络运营商、内容提供商、服务提供商、终端设备提供商、最终用户等上中下游多个部分共同组成的。移动通信产业价值链中的各个组成要素之间具有紧密联系。手机制造商，移动运营商，最终用户三者之间的关系是实际产业关注的关键领域，也是后面谈到的手机定制的模式的划分依据。

手机制造商定制个性化手机的服务在我国已经出现了，提供者有宇龙通信、TCL移动公司等。以宇龙通信的定制手机CoolPAD 828为例，用户可以针对硬件、软件和售后服务进行全面周到的定制。宇龙通信在全国各大中城市建立了若干个"消费者定制中心"，消费者购机后到"定制中心"进行按需定制。【4】消费者还可以根据自己的喜好和实际需求，按定制菜单对是否增加一些项目进行挑选，包括调制解调器、游戏数量、MNI．SD卡的容量、机盖等手机定制后还可享受由手机厂商推出的各项个性、尊贵的服务及长期跟踪的服务。除了传统的各种下载外，用户还能参加不同档次的俱乐部，获得各种量身定做的服务，比如在网络上随时备份自己的各种数据。凭借手机定制，手机制造商的经销商将从单纯一次性手机销售的模式转向"产品销售+长期客户服务"的双重模式。【5】

从国内现状来看，不管是中国移动还是中国联通，中国电信，手机定制业务涉及层次较浅，与品牌形象和业务组合相关的定制占绝大部分，还没有开展完全定制模式。随着时代的发展，由于用户需求不同，对于个性化的要求日益提高，今后中国手机市场终端定制的程度将会越来越深，手机市场细分的程度也将会加深，某种特定类型的手机生产数目将会减少。但是终端功能强大，要求高，就会造成高成本，就需要大量生产销售来降低成本。这就造成了手机定制规模化与个性化的矛盾问题日益突显，成为各大运营商面对的最突出问题。

对于手机制造商来说，一方面，手机定制给他们带来了新的商机。无论是为运营商定制手机还是为企业客户和个人消费者定制手机，终端厂商的手机产品都能更好地满足用户的个性化需求，从而提高客户满意度，使该品牌的手机产品获得更多人的青睐，促进新技术与产品的普及。只要手机制造商的产品机型入选运营商定制手机的目标机型，终端厂商就可以借助运营商的强大宣传力量和广大的用户基础，利用其业务推广来扩大产品销量，在终端市场上占据有利地位。而另一方面，手机定制化发展路线将使手机制造商的自和自由度受到影响，手机制造商面临的竞争格局将复杂化。同时随着运营商向终端厂商定制手机，并以自己的品牌销售，将会造成稀释制造商品牌，使其影响力下降的负面效果

参考文献：

[1]徐文，李春燕，3G时代终端定制的现有模式及趋势分析，移动通信，2010，34(21)，45-50

[2]姚群峰，3G移动运营商终端定制模式研究，电信科学，2004，20(5)，7-12

[3]史新洪，手机定制模式及对渠道影响研究，【硕士学位论文】，北京邮电大学，北京邮电大学，2007

[4]凌卫华tech.省略/t/2005-09-27/1051730094.shtml信息产业部电信研究院